Prototyping and Operation of a Basic Module for the COBRA Double Beta Experiment

• Applicants: Professor Dr. Claus Gößling; Professor Dr. Kai Zuber
• Subject Area: Nuclear and Elementary Particle Physics, Quantum Mechanics, Relativity, Fields
• Term: from 2014 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 268689691

• Final Report Year: 2020

Final Report Abstract

Das COBRA Projekt beschäftigt sich im Rahmen dieses DFG-Antrages mit einer neuen Art von CdZnTe Detektoren für den Doppel-Zerfall von Cd-116. Hierfür wurden 9 neue Detektoren in das bestehende Setup integriert und eine neue Elektronik etabliert. Alle Arbeiten, die in diesem Antrag vorgestellt wurden, sind durchgeführt worden. Das Experiment funktioniert gut. Im Rahmen der Umbauten ist es COBRA gelungen, den Mess-Untergrund um fast einen Faktor 5000 zu reduzieren und kann damit mit den weltbesten Experimenten konkurrieren.

Publications

• Improvement of the energy resolution of pixelated CdTe detectors for applications in 0νββ searches. Journal of Instrumentation, Volume 10 (2015)
  T. Gleixner, G. Anton, M. Filipenko, P. Seller, M.C. Veale, M.D. Wilson, A. Zang and T. Michel
  (See online at https://doi.org/10.1088/1748-0221/10/07/P07010)
• Characterization of a large CdZnTe coplanar quad-grid semiconductor detector. Nucl. Instrum. Meth. A 806 (2016) 159-168
  J. Ebert, D. Gehre, C. Gößling, C. Hagner, N. Heidrich, R. Klingenberg, K. Kröninger, C. Nitsch, C. Oldorf, T. Quante, S. Rajek, H. Rebber, K. Rohatsch, J. Tebrügge, R. Temminghoff, R. Theinert, J. Timm, B. Wonsak, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.09.116)
• Long-term stability of underground operated CZT detectors based on the analysis of intrinsic 113Cd β-decay. Nucl. Instrum. Meth. A 821 (2016) 109-115
  J. Ebert, D. Gehre, C. Gößling, C. Hagner, N. Heidrich, R. Klingenberg, K. Kröninger, C. Nitsch, C. Oldorf, T. Quante, S. Rajek, H. Rebber, K. Rohatsch, J. Tebrügge, R. Temminghoff, R. Theinert, J. Timm, B. Wonsak, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.03.012)
• Results of a search for neutrinoless double-β decay using the COBRA demonstrator. Physical Review C Vol. 94, 024603 (2016)
  J. Ebert, D. Gehre, C. Gößling, C. Hagner, N. Heidrich, R. Klingenberg, K. Kröninger, C. Nitsch, C. Oldorf, T. Quante, S. Rajek, H. Rebber, K. Rohatsch, J. Tebrügge, R. Temminghoff, R. Theinert, J. Timm, B. Wonsak, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevC.94.024603)
• The COBRA demonstrator at the LNGS underground laboratory. Nucl. Instrum. Meth. A 807 (2016) 114-120
  J. Ebert, M. Fritts, D. Gehre, C. Gößling, T. Göpfert, C. Hagner, N. Heidrich, R. Klingenberg, T. Köttig, K. Kröninger, T. Michel, T. Neddermann, C. Nitsch, C. Oldorf, T. Quante, S. Rajek, H. Rebber, O. Reinecke, K. Rohatsch, O. Schulz, A. Sörensen, I. Stekl, J. Tebrügge, R. Temminghoff, R. Theinert, J. Timm, T. Wester, B. Wonsak, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.10.079)
• The Dortmund Low Background Facility — Low-background gamma ray spectrometry with an artificial overburden. Applied Radiation and Isotopes Volume 112 (2016) 165-176
  H. Gastrich, C. Gößling, R. Klingenberg, K. Kröninger, T. Neddermann, C. Nitsch, T. Quante and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2016.03.025)
• Investigation of the Depth Reconstruction and Search for Local Performance Variations with a Large Coplanar-Quad-Grid CdZnTe Detector. IEEE Transactions on Nuclear Science, Volume 64, Issue 7, July 2017
  R. Temminghoff
  (See online at https://doi.org/10.1109/TNS.2017.2711922)
• Suppression of alpha-induced lateral surface events in the COBRA experiment using CdZnTe detectors with an instrumented guard-ring electrode. Journal of Instrumentation, Volume 12, November 2017
  J.-H. Arling, M. Gerhardt, C. Gößling, D. Gehre, R. Klingenberg, K. Kröninger, C. Nitsch, T. Quante, K. Rohatsch, J. Tebrügge, R. Temminghoff, R. Theinert, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/11/P11025)
• Quenching of gA deduced from the β-spectrum shape of 113Cd measured with the COBRA experiment. Physics Letters B, November 2019
  L. Bodenstein-Dresler, Y. Chu, D. Gehre, C. Gößling, A. Heimbold, C. Herrmann, R. Hodak, J. Kostensalo, K. Kröninger, J. Küttler, C. Nitsch, T. Quante, E. Rukhadze, I, Stekl, J. Suhonen, J. Tebrügge, R. Temminghoff, J. Volkmer, S. Zatschler and K. Zuber
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.physletb.2019.135092)